Фамилия Пухличенко — характерный пример украинской фамилии, образованной по продуктивной модели с суффиксом -енко. Этот суффикс, один из самых распространённых в украинской ономастике, изначально означал «сын» или «потомок»: Пухличенко — буквально «сын Пухлика». Основа фамилии — прозвище Пухлик, которое, в свою очередь, восходит к прилагательному «пухлый» или существительному «пух».

Прозвище Пухлик могли дать человеку за внешность — полному, рыхлому, с мягкими чертами лица, напоминающими пух. В диалектах слово «пухлый» имело и переносное значение: так называли изнеженного, избалованного человека. Не исключён и иной, более редкий вариант: в некоторых говорах «пухлик» — это вид гриба-дождевика, и прозвище могло закрепиться за сборщиком или продавцом грибов.

Фамилия Пухличенко — не самая частая, но и не единичная. Она встречается преимущественно в восточных и центральных областях Украины, а также среди потомков украинских переселенцев в России. Её «младшие» варианты — Пухлик, Пухленко, Пухляк — указывают на то, что прозвище было живым и активно использовалось в народной среде.

С точки зрения словообразования фамилия стоит в одном ряду с такими, как Коваленко (сын кузнеца), Шевченко (сын шевца-сапожника), но с той разницей, что основа здесь не профессиональная, а описательная. Это типичная «прозвищная» фамилия, которая возникла в среде простых людей — казаков, крестьян, мещан — в XVI–XVII веках, когда на украинских землях шёл массовый процесс закрепления родовых имён.

В официальных документах фамилия могла записываться по-разному: Пухличенко, Пухличенко, реже — Пухлеченко. Такая вариативность связана с тем, что в XIX веке, при переписях, писарь часто записывал фамилию на слух, не унифицируя написание. Сегодня нормативным считается вариант через «и» — Пухличенко.